Qu'est-ce que le broyage ?
Le fraisage est un procédé d'usinage utilisé pour produire des pièces de machine complexes avec précision. Les formes illustrées à la figure 1 ci-dessous sont réalisées par fraisage. (1).
Le fraisage est utilisé pour produire des pièces qui ne peuvent pas être fabriquées par un processus de fabrication conventionnel tel que moulage de métaux. Il s'agit d'un processus d'enlèvement de matière qui utilise une fraise. (2) qui peut créer une variété de caractéristiques sur une pièce en coupant la matière non désirée. La fraise est un outil de coupe rotatif (3) souvent avec plusieurs points de coupe. Lorsque la fraise pénètre dans la pièce, les arêtes de coupe (goujures ou dents) de l'outil s'enfoncent dans le matériau et en ressortent, ce qui permet d'éliminer les copeaux. (4)de la pièce à chaque passage. La figure 2 ci-dessous décrit le processus de base du fraisage. (5).
Il existe deux grandes catégories d'opérations de fraisage : le fraisage périphérique et le fraisage frontal. Dans le cas du fraisage périphérique, les dents sont situées sur la périphérie du corps de la fraise et dans le cas du fraisage frontal, les dents sont situées à la fois sur la périphérie et sur la face de la fraise, comme le montre la figure 3.(6).
Dans le cas du fraisage périphérique, la surface de la pièce est parallèle à l'axe de rotation de la fraise, alors que dans le cas du fraisage frontal, elle est perpendiculaire à l'axe de la fraise. Le fraisage périphérique peut être utilisé à la fois pour les surfaces planes et les surfaces formées, en fonction du contour axial de la fraise. Dans le cas du surfaçage, alors que la majeure partie de la coupe est effectuée par les parties périphériques des dents, la partie frontale assure la finition.
Le fraisage périphérique est généralement effectué sur une machine à broche horizontale, où l'orientation de la broche sur laquelle l'outil de coupe est fixé est horizontale. Le surfaçage peut être réalisé sur des machines à broche horizontale ou verticale. Le surfaçage produit une surface plus lisse que le fraisage périphérique.
Deux formes de fraisage :
Fraisage périphérique
Fraisage de face
Le fraisage est généralement utilisé pour produire des pièces qui ne sont pas à symétrie axiale. La symétrie axiale est la symétrie autour d'un axe ; un objet est à symétrie axiale si son apparence reste inchangée lorsqu'il est tourné autour d'un axe. Les produits fraisés peuvent présenter des caractéristiques complexes telles que des trous, des fentes, des poches et même des contours de surface tridimensionnels. En raison des tolérances et des finitions de surface élevées que le fraisage peut offrir, il est idéal pour ajouter des caractéristiques de précision à une pièce dont la forme de base a déjà été formée.
Le fraisage CNC est un procédé de fraisage avancé (7) c'est-à-dire le fraisage à l'aide de commandes informatisées. Le fraisage CNC offre une précision, une exactitude et des taux de production plus élevés, mais il existe encore des situations où le fraisage manuel est utile. Le fraisage CNC offre une plus grande précision que le fraisage manuel et peut réduire le risque d'erreur humaine.
Grâce à la haute précision qu'il offre, le fraisage CNC est utilisé dans un grand nombre d'industries, notamment l'aérospatiale, la médecine et l'électronique.
L'histoire complète du développement des fraiseuses ne sera peut-être jamais connue, car les premiers développements ont eu lieu dans des ateliers individuels où peu de documents ont été conservés pour la postérité. Une lime rotative de Jacques de Vaucanson, vers 1760, (8) est le premier équipement de broyage connu.
Avantages du fraisage CNC
- Précision
- Rapide et efficace
- Large gamme d'options de matériaux
- Abordabilité
Inconvénients du fraisage CNC
- Gaspillage de matériaux
- Manque d'opérateurs qualifiés pour les fraiseuses à commande numérique
Les inconvénients du fraisage et du fraisage CNC peuvent être résolus par une technologie additive connue sous le nom d'impression 3D.
Qu'est-ce que l'impression 3D ?
L'impression 3D est une technologie additive qui permet de fabriquer des pièces. (9). Elle est "additive" en ce sens qu'elle ne nécessite pas de bloc de matériau ou de moule pour fabriquer des objets physiques, mais simplement d'empiler et de fusionner des couches de matériau. Elle est généralement rapide, simple et permet une fabrication abordable en interne, avec de faibles coûts fixes d'installation, et peut créer des géométries plus complexes avec une liste de matériaux de plus en plus large.
SPEE3D (10)Une entreprise australienne a mis au point le première mondiale métal Imprimante 3D utilisant une technologie de dépôt 3D supersonique pour fournir une impression de qualité industrielle à des vitesses de production. La technologie de pointe de l'entreprise permet des applications dans plusieurs secteurs, notamment l'automobile, la marine, la défense et l'aérospatiale.
La technologie d'impression métallique de SPEE3D diffère de l'impression 3D métallique conventionnelle. Au lieu de faire fondre la matière première pour fusionner les pièces, le processus implique un moteur de fusée accélérer l'air comprimé avec une poudre métallique ajoutée pour produire une pièce à l'état solide. Cette technologie permet de fabriquer des pièces prêtes à l'emploi, en éliminant les problèmes liés à la fusion, tels que les fissures de solidification, les intermétalliques fragiles, les porosités gazeuses, le retrait et les contraintes résiduelles néfastes.
Il s'agit de la première cellule de production d'impression 3D de métaux qui dispose d'une imprimante 3D métallique intégrée à un four de traitement thermique et d'une fraiseuse CNC à 3 axes avec un système d'aspiration de l'eau. soutien par les experts en fabrication additive métallique de SPEE3D.
Références
- Kalpakjian et Schmid, Ingénierie et technologie de la fabrication, 7th édition, 2014.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Milling_cutter
- https://en.wikipedia.org/wiki/Cutting_tool_(machining)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Swarf
- https://engineering.myindialist.com/2009/principle-and-working-of-milling-machine/#.YiGadehBw2w
- https://multisourcemfg.com/2019/10/21/cnc-machining-milling/
- https://www.thomasnet.com/articles/custom-manufacturing-fabricating/understanding-cnc-milling/
- https://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_de_Vaucanson
- https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-3d-printing
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